專利名稱：多級中開式離心泵軸向力平衡結構的制作方法
技術領域：
多級中開式離心泵軸向力平衡結構技術領域[0001]本實用新型屬于多級中開式離心泵，具體是多級中開式離心泵軸向力平衡結構。
技術背景[0002]單級離心泵的軸向力，對于軸向力比較小的，在結構上不進行平衡，直接由軸承來承受；對于軸向力比較大的，多采用口環結合平衡孔的方式來平衡。對于多級泵，其軸向力的平衡，則采用平衡鼓聯合推力軸承的結構來平衡軸向力；對于節段式多級泵多采用平衡盤來平衡軸向力。[0003]由于結構特性的限制，對于中開式多級泵，軸向力平衡多采用偶數級葉輪對稱布置的方式來平衡泵的軸向力。[0004]國外也有中開式多級泵奇數級葉輪軸向力平衡結構，系采用在背對背布置平衡軸向力的基礎上，多余一級葉輪的軸向力，采用口環結合平衡孔的方式來平衡多余的一級軸向力。但此平衡方式，由于受流體影響較大，稍有計算不慎，易出現軸向力失衡，造成軸承損壞。實用新型內容[0005]本實用新型要解決的技術問題和提出的技術任務是克服現有中開式多級泵奇數級葉輪軸向力平衡結構受流體影響較大易出現軸向力失衡，造成軸承損壞的缺陷，提供一種多級中開式離心泵軸向力平衡結構。[0006]為此達到上述目的，本實用新型的多級中開式離心泵軸向力平衡結構，包括由泵座、泵蓋構成的泵體，泵體內按流向先后設第一吸入腔、第二吸入腔，所述第一吸入腔的外端設第一喉部襯套、所述第二吸入腔的外端設第二喉部襯套，一泵軸通過分設于泵體兩端的軸承裝配在泵體上并穿過所述的第一喉部襯套、第一吸入腔、第二吸入腔、第二喉部襯套，其特征是所述的泵軸上裝配多個且為奇數個的葉輪，該奇數個葉輪分為兩組，所述兩組葉輪的方向相反且其中一組較另一組多出一個葉輪，所述兩組葉輪之間裝配級間環、級間套，所述的級間套裝配在所述的泵軸上，所述的級間環裝配在所述的泵體上，所述的級間套位于級間環內側，使得所述兩組葉輪的出口通過所述級間環與級間套之間的間隙連通， 所述的第二吸入腔與第二喉部襯套之間裝配泄壓環、泄壓套，所述的泄壓套裝配在所述的泵軸上，所述的泄壓環裝配在所述的泵體上，所述的泄壓套位于泄壓環內側，一平衡管從所述第二喉部襯套與泄壓環、泄壓套之間形成的空腔接入并連通第一吸入腔，使得第二吸入腔經所述泄壓環與泄壓套之間的間隙、平衡管與第一吸入腔連通。[0007]作為優選技術手段，位于上游的一組葉輪較位于下游的一組葉輪多一個。或者位于上游的一組葉輪較位于下游的一組葉輪少一個。[0008]作為優選技術手段，所述的第一吸入腔、第二吸入腔分別位于所述泵體的兩端部， 位于上游的一組葉輪的出口通過流道連接所述的第二吸入腔，所述的流道分布在所述位于下游的一組葉輪的周側。進一步的，所述位于下游的一組葉輪的出口位于泵體的中部并連接排出口，所述的第一吸入腔連接吸入口。[0009]作為優選技術手段，每個所述的軸承與泵體之間裝配機械密封。[0010]作為優選技術手段，所述的級間套、泄壓套通過鍵裝配在泵軸上，所述的級間環、 泄壓環通過柱銷定位在泵體上。[0011]本實用新型的有益效果是軸向力平衡簡便，結構簡單易實現，軸向力平衡效果好，產品壽命長。
[0012]圖I是本實用新型的一種結構示意圖；[0013]圖2是圖I中的A部放大圖；[0014]圖3是圖I中的B部放大圖；[0015]圖中標號說明1_泵座，2-泵蓋，3-第一吸入腔，4-第二吸入腔，5-泵軸，6-軸承，7-軸承，8- —級葉輪，9- 二級葉輪，10-三級葉輪，11-四級葉輪，12-五級葉輪，13-六級葉輪，14-七級葉輪，15-平衡管，16-級間環，17-級間套，18-泄壓環，19-泄壓套，20-機械密封，21-機械密封，22-通道，23-第一喉部襯套，24-第二喉部襯套，X-泄壓套19、泄壓環18 與第二喉部襯套24之間的腔體，Y-級間套17與七級葉輪14之間的腔體，Z-級間套17與四級葉輪11之間的腔體。
具體實施方式
[0016]以下結合說明書附圖對本實用新型做進一步說明。[0017]本實用新型的多級中開式離心泵軸向力平衡結構，如圖I所示，其包括由泵座I、 泵蓋2構成的泵體，泵體內按流向先后設第一吸入腔3、第二吸入腔4，第一吸入腔3的外端 (遠離從第一吸入腔吸入流體的葉輪的一端)設第一喉部襯套、第二吸入腔4的外端(遠離從第二吸入腔吸入流體的葉輪的一端)設第二喉部襯套，一泵軸5通過分設于泵體兩端的軸承6、7裝配在泵體上并穿過第一喉部襯套、第一吸入腔3、第二吸入腔4、第二喉部襯套，泵軸 5上裝配多個且為奇數個的葉輪，該奇數個葉輪分為兩組，兩組葉輪的方向相反且其中一組較另一組多出一個葉輪(圖示為7級葉輪)，兩組葉輪之間裝配級間環16、級間套17，級間套 17裝配在泵軸5上，級間環16裝配在泵體上，級間套17位于級間環16內側，使得兩組葉輪的出口通過級間環16與級間套17之間的間隙連通，第二吸入腔4與第二喉部襯套之間裝配泄壓環18、泄壓套19，泄壓套19裝配在泵軸5上，泄壓環18裝配在泵體上，泄壓套19位于泄壓環18內側，一平衡管15從第二喉部襯套與泄壓環18、泄壓套19之間形成的空腔X 接入并連通第一吸入腔3，使得第二吸入腔4經泄壓環18與泄壓套19之間的間隙、平衡管 15與第一吸入腔3連通。[0018]作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本實用新型還包括以下附加的技術特征，雖然圖包含了以下所有附加技術特征，是本實用新型的較佳實施例，但是本實用新型并不限于該情形，在實施本實用新型時根據具體作用將它們選用在上段所述的技術方案上。[0019]首先，位于上游的一組葉輪較位于下游的一組葉輪多一個。[0020]其次，第一吸入腔3、第二吸入腔4分別位于泵體的兩端部，位于上游的一組葉輪的出口通過流道22連接第二吸入腔，流道22分布在位于下游的一組葉輪的周側。進一步的，位于下游的一組葉輪的出口位于泵體的中部并連接排出口，第一吸入腔連接吸入口。[0021]第三，每個軸承6、7與泵體之間裝配機械密封20、21。[0022]第四，級間套17、泄壓套19通過鍵裝配在泵軸5上，級間環16、泄壓環18通過柱銷定位在泵體上。[0023]根據圖I分析可知，除了每級葉輪各自產生軸向力外，在級間套17、泄壓套19及兩端的第一喉部襯套23、第二喉部襯套24共四個區域也產生軸向力，其中，兩端的第一喉部襯套23、第二喉部襯套24部位軸向力較小，一般忽略不計。[0024]在七級葉輪中，除一級葉輪8外，其余各級葉輪的前、后口環外徑尺寸相同，每級葉輪產生的軸向力大小相同；并且，二級葉輪9、三級葉輪10、四級葉輪11與五級葉輪12、 六級葉輪13、七級葉輪14安裝位置剛好以級間套17為中心，對稱背向安裝，且二級葉輪9、 三級葉輪10、四級葉輪11產生的軸向力指向右端，五級葉輪12、六級葉輪13、七級葉輪14 產生的軸向力指向左端，因此，二級葉輪9、三級葉輪10、四級葉輪11與五級葉輪12、六級葉輪13、七級葉輪14產生的軸向力剛好平衡，互相抵消。余下的一級葉輪8、級間套17、泄壓套19三零件由于其兩端壓強不等，將各自產生軸向力。由此，轉子軸向力的平衡計算，只需核算，一級葉輪8、級間套17、泄壓套19三零件部位的軸向力平衡。[0025]一級葉輪8的軸向力可分兩部分。第一部分受壓面積為一級葉輪8前、后口環外徑之間的軸向面積，壓強差為該葉輪的揚程，方向指向右端。第二部分受壓面積為一級葉輪8后口環外徑至泵軸5之間的軸向面積，壓強差也為該葉輪的揚程，方向指向右端。[0026]泄壓套19的軸向力計算是其受壓面積與前后壓強差之乘積。受壓面積為泄壓套 19外徑與泵軸之間的軸向面積。因泄壓套19、泄壓環18與第二喉部襯套24之間的腔體X 連通第一吸入腔3，泄壓套19、泄壓環18與第二喉部襯套24之間的腔體X壓強為泵進口壓強。泄壓套19另一側為第二吸入腔4，其為一級葉輪8、二級葉輪9、三級葉輪10、四級葉輪 11的出口腔體。所以泄壓套19的壓強差為一級葉輪8、二級葉輪9、三級葉輪10、四級葉輪 11產生的揚程之和，軸向力指向左端。[0027]級間套17的軸向力計算是其受壓面積與前后壓強差之乘積。受壓面積為級間套 17外徑至泵軸5之間的軸向面積。因級間套17與七級葉輪14之間的腔體Y連接泵的排出口，級間套17與四級葉輪11之間的腔體Z經通道22連接第二吸入腔4，又因第二吸入腔4 為一級葉輪8、二級葉輪9、三級葉輪10、四級葉輪11的出口腔體，所以級間套17的壓強差為一級葉輪8、二級葉輪9、三級葉輪10、四級葉輪11、五級葉輪12、六級葉輪13、七級葉輪 14的揚程減去一級葉輪8、二級葉輪9、三級葉輪10、四級葉輪11的揚程，即為五級葉輪12、 六級葉輪13、七級葉輪14的揚程和，軸向力指向右端。[0028]由此，計算該奇數級葉輪轉子的軸向力，我們只需讓一級葉輪8產生的軸向力與泄壓套19產生的軸向力之和與級間套17產生的軸向力平衡即可。采用上述方法就解決了中開式奇數級多級泵的軸向力平衡難題。該結構不僅理論上計算可行，而且還通過了幾十個型號中開式多級泵的實踐使用驗證。[0029]根據上述說明，具體實施時可令位于上游的一組葉輪較位于下游的一組葉輪少一個，同樣可實現本實用新型目的。[0030]本實用新型采用節間環與泄壓環的外徑變化，來形成轉子軸向力的平衡；在奇數級葉輪中，例如7級葉輪，其中六級采用對稱布置來自平衡軸向力，余下一級葉輪，采用級間套與級間環、泄壓套與泄壓環外徑尺寸的變化來平衡。本實用新型結構經幾十種規格產品的設計驗證，具有軸向力平衡方法簡便，結構簡單易實現，軸向力平衡效果好的特點。
權利要求1.多級中開式離心泵軸向力平衡結構，包括由泵座(1)、泵蓋(2)構成的泵體，泵體內按流向先后設第一吸入腔(3)、第二吸入腔(4)，所述第一吸入腔(3)的外端設第一喉部襯套(23)、所述第二吸入腔(4)的外端設第二喉部襯套(24)，一泵軸(5)通過分設于泵體兩端的軸承(6、7)裝配在泵體上并穿過所述的第一喉部襯套(23)、第一吸入腔(3)、第二吸入腔(4)、第二喉部襯套(24)，其特征是所述的泵軸(5)上裝配多個且為奇數個的葉輪，該奇數個葉輪分為兩組，所述兩組葉輪的方向相反且其中一組較另一組多出一個葉輪，所述兩組葉輪之間裝配級間環(16)、級間套(17)，所述的級間套(17)裝配在所述的泵軸(5)上，所述的級間環(16)裝配在所述的泵體上，所述的級間套(17)位于級間環(16)內側，使得所述兩組葉輪的出口通過所述級間環(16)與級間套(17)之間的間隙連通，所述的第二吸入腔(4) 與第二喉部襯套之間裝配泄壓環(18)、泄壓套(19)，所述的泄壓套(19)裝配在所述的泵軸(5)上，所述的泄壓環(18)裝配在所述的泵體上，所述的泄壓套(19)位于泄壓環(18)內側， 一平衡管(15)從所述第二喉部襯套與泄壓環(18)、泄壓套(19)之間形成的空腔(X)接入并連通第一吸入腔(3)，使得第二吸入腔(4)經所述泄壓環(18)與泄壓套(19)之間的間隙、平衡管(15)與第一吸入腔(3)連通。
2.根據權利要求1所述的多級中開式離心泵軸向力平衡結構，其特征是位于上游的一組葉輪較位于下游的一組葉輪多一個。
3.根據權利要求1所述的多級中開式離心泵軸向力平衡結構，其特征是位于上游的一組葉輪較位于下游的一組葉輪少一個。
4.根據權利要求1所述的多級中開式離心泵軸向力平衡結構，其特征是所述的第一吸入腔(3)、第二吸入腔(4)分別位于所述泵體的兩端部，位于上游的一組葉輪的出口通過流道(22)連接所述的第二吸入腔(4)，所述的流道(22)分布在所述位于下游的一組葉輪的周側。
5.根據權利要求4所述的多級中開式離心泵軸向力平衡結構，其特征是所述位于下游的一組葉輪的出口位于泵體的中部并連接排出口，所述的第一吸入腔連接吸入口。
6.根據權利要求1所述的多級中開式離心泵軸向力平衡結構，其特征是每個所述的軸承(6、7 )與泵體之間裝配機械密封(20、21)。
7.根據權利要求1所述的多級中開式離心泵軸向力平衡結構，其特征是所述的級間套(17)、泄壓套(19)通過鍵裝配在泵軸(5)上，所述的級間環(16)、泄壓環(18)通過柱銷定位在泵體上。
專利摘要本實用新型公開了一種多級中開式離心泵軸向力平衡結構，其是在泵軸上裝配多個且為奇數個的葉輪，該奇數個葉輪分為兩組，兩組葉輪的方向相反且其中一組較另一組多出一個葉輪，兩組葉輪之間裝配級間環、級間套，級間套位于級間環內側，使得兩組葉輪的出口通過級間環與級間套之間的間隙連通，第二吸入腔與第二喉部襯套之間裝配泄壓環、泄壓套，泄壓套位于泄壓環內側，一平衡管從第二喉部襯套與泄壓環、泄壓套之間形成的空腔接入并連通第一吸入腔，使得第二吸入腔經泄壓環與泄壓套之間的間隙、平衡管與第一吸入腔連通。本實用新型采用節間環與泄壓環的外徑變化，來形成轉子軸向力的平衡，結構簡單易實現，軸向力平衡效果好。
文檔編號F04D29/041GK202811460SQ201220551870
公開日2013年3月20日 申請日期2012年10月25日 優先權日2012年10月25日
發明者錢永康, 蔡銀芳 申請人:浙江佳力科技股份有限公司